JPH0825062B2 - Flux-cored wire for welding stainless steel - Google Patents
Flux-cored wire for welding stainless steelInfo
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- JPH0825062B2 JPH0825062B2 JP63272322A JP27232288A JPH0825062B2 JP H0825062 B2 JPH0825062 B2 JP H0825062B2 JP 63272322 A JP63272322 A JP 63272322A JP 27232288 A JP27232288 A JP 27232288A JP H0825062 B2 JPH0825062 B2 JP H0825062B2
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- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/368—Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ステンレス鋼フラックス入りワイヤに係
り、特にスラグの発生量が少なく、溶接作業性の優れた
消耗電極式ガスシールドアーク溶接ステンレス鋼フラッ
クス入りワイヤに関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a stainless steel flux-cored wire, and in particular, a consumable electrode type gas shield arc welded stainless steel flux having a small amount of slag and excellent welding workability. It relates to a cored wire.
（従来の技術及び解決しようとする課題） 近年、ステンレス鋼製等の各種構造物の溶接において
は、能率向上或いは取り扱いが便利であるといった理由
により、溶接の半自動化が進み、従来の被覆アーク溶接
に代わり、消耗電極式（溶極式）ガスシールドアーク溶
接が普及しつつある。(Prior art and problems to be solved) In recent years, in welding of various structures such as stainless steel, semi-automation of welding has progressed because of improved efficiency or convenient handling, and conventional covered arc welding. Instead, consumable electrode type (melting electrode type) gas shielded arc welding is becoming popular.
溶極式ガスシールドアーク溶接でのステンレス鋼溶接
材料としては、ソリッドワイヤとフラックス入りワイヤ
があるが、各々欠点を持ち合わせている。There are solid wire and flux-cored wire as the stainless steel welding materials for the electrode type gas shield arc welding, but they have their respective drawbacks.
すなわち、ステンレス鋼溶接用ソリッドワイヤはスラ
グ発生量が少ないものの、適正溶接条件が狭いという欠
点を有しており、例えば、或る電流値に対して電圧が適
正電圧値から1V程度ずれるだけでアークの安定性が悪く
なり、スパッタが増加し、溶接作業性が劣化し、ブロー
ホール、ピンホール、融合不良などの溶接欠陥を生じ易
くなるという傾向があった。That is, although the solid wire for stainless steel welding produces a small amount of slag, it has a drawback that the proper welding conditions are narrow.For example, the arc is generated when the voltage deviates from the proper voltage value by about 1 V for a certain current value. However, there is a tendency that the welding stability becomes worse, spatter increases, welding workability deteriorates, and welding defects such as blowholes, pinholes, and fusion defects are likely to occur.
これに対して、従来のステンレス鋼溶接フラックス入
りワイヤは適正溶接条件範囲が広く、ビードの広がりや
形状が良好である反面、スラグの発生量が多いために繁
雑なスラグ除去作業が必要であり、またスラグ巻きを生
じ易いという欠点を持ち合わせていた。On the other hand, the conventional stainless steel welding flux-cored wire has a wide range of appropriate welding conditions and has a good bead spread and shape, but on the other hand, complicated slag removal work is required because of the large amount of slag generated, It also had the drawback that slag winding was likely to occur.
このような状況において、溶極式ガスシールドアーク
ステンレス鋼溶接材料として、発生するスラグ量はソリ
ッドワイヤ並みに少なく、しかも従来のフラックス入り
ワイヤ並みに適正溶接条件が広く、良好な溶接作業性を
有するワイヤの開発が望まれていた。In such a situation, as a welding electrode type gas shielded arc stainless steel welding material, the amount of slag generated is as small as that of solid wire, and the appropriate welding conditions are as wide as those of conventional flux-cored wire, and it has good welding workability. The development of wires was desired.
本発明は、かゝる要請に応えるべくなされたものであ
って、発生するスラグ量が少ないにも拘わらず、従来の
フラックス入りワイヤ並みの良好な溶接作業性を有する
ステンレス鋼フラックス入りワイヤを提供することを目
的とするものである。The present invention has been made in order to meet such a request, and provides a stainless steel flux-cored wire having good welding workability comparable to that of a conventional flux-cored wire in spite of a small amount of slag generated. The purpose is to do.
（課題を解決するための手段） 本発明者らは、前記目的を達成し得る溶極式ガスシー
ルドアーク溶接ステンレス鋼フラックス入りワイヤにつ
いて鋭意研究を重ねた結果、スラグ発生剤を減らし、ア
ーク安定剤として金属Ti及びTi化合物を含有させ、スパ
ッタ低減剤として金属Si及びSi合金を含有させ、更にア
ークの集中性を向上させるために金属弗化物を含有さ
せ、低電流域におけるアークの安定性を改善するために
Ｓ単体又はＳ化合物を含有させ、低電流域におけるアー
クの集中性を改善し、スパッタを低減するためにアルカ
リ金属酸化物を含有させることにより、可能であること
を見い出し、ここに本発明をなしたものである。(Means for Solving the Problems) The inventors of the present invention have conducted extensive studies on a molten electrode type gas shield arc welded stainless steel flux-cored wire that can achieve the above object, and as a result, reduce the slag generator and the arc stabilizer. As a sputter reducing agent, metallic Ti and Ti compounds are included, and metallic Si and Si alloys are included. Furthermore, metallic fluoride is added to improve the concentration of the arc, improving the arc stability in the low current range. In order to improve the concentration of the arc in the low current region and to contain an alkali metal oxide in order to reduce the spatter, it was found that this is possible, It is an invention.
すなわち、本発明に係るステンレス鋼フラックス入り
ワイヤは、金属外皮中にフラックスを充填してなる消耗
電極式ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤに
おいて、ワイヤ全重量に対して、 フラックス中の金属成分の重量と金属外皮の重量の合
計が96％以上、 フラックス中の金属Ti及びTi化合物の合計がTi換算で
0.05〜2.0％、 フラックス中の金属Si及びSi合金中のSi成分の合計が
Si換算で0.05〜2.0％、 フラックス中の金属弗化物の合計がＦ換算で0.005〜
1.0％、 含有させ、必要に応じて更に フラックス中のＳ単体及びＳ化合物の合計がＳ換算で
0.001〜0.07％、 フラックス中のアルカリ金属の酸化物の合計が0.002
〜0.05％、 含有させることを特徴とするものである。That is, the stainless steel flux-cored wire according to the present invention is a consumable electrode type gas shield arc welding flux-cored wire obtained by filling the metal shell with flux, and the weight of the metal component in the flux relative to the total weight of the wire. The total weight of the metal shell is 96% or more, and the total of metallic Ti and Ti compounds in the flux is converted to Ti.
0.05 to 2.0%, the total of Si component in the metallic Si and Si alloy in the flux
0.05 to 2.0% in terms of Si, the total amount of metal fluoride in the flux is 0.005 to F in terms of F
1.0%, and if necessary, the total amount of S simple substance and S compound in the flux is converted to S.
0.001 to 0.07%, the total amount of alkali metal oxides in the flux is 0.002
~ 0.05%, it is characterized by containing.
（作用） 上記構成の本発明は、アーク安定剤を用いることがで
きるというフラックス入りワイヤの特徴を活用し、スラ
グ発生量が少なく、且つ良好な作業性を有するステンレ
ス鋼フラックス入りワイヤの開発を目的とし、種々の検
討を重ねた結果、完成されたものである。(Operation) The present invention having the above-mentioned configuration takes advantage of the feature of the flux-cored wire that an arc stabilizer can be used, and aims to develop a stainless steel flux-cored wire having a small slag generation amount and good workability. It was completed as a result of repeated studies.
以下に本発明を更に詳細に説明する。 The present invention will be described in more detail below.
フラックス中の金属Ti及びTi化合物： 溶接時に発生するスラグ量を少なくするためには、フ
ラックス中のスラグ生成剤を減らし、金属粉量をなるべ
く多くすることが必要である。しかし、スラグの生成量
を少なくすることを目的として、金属外皮に必要とされ
る合金成分のみからなるフラックス、或いは単に従来の
フラックス入りワイヤのスラグ生成剤量を減らしたフラ
ックスを充填してワイヤを製作しても、従来のフラック
ス入りワイヤによる溶接の如く、安定したガスシールド
アーク溶接が行えず、スパッタが大量に発生する。Metallic Ti and Ti compounds in the flux: In order to reduce the amount of slag generated during welding, it is necessary to reduce the amount of slag-forming agent in the flux and increase the amount of metal powder as much as possible. However, for the purpose of reducing the amount of slag produced, the wire is filled with a flux consisting only of the alloy components required for the metal shell, or simply a flux with a reduced amount of the slag producing agent of the conventional flux-cored wire. Even if it is manufactured, unlike the conventional welding using flux-cored wire, stable gas shield arc welding cannot be performed, and a large amount of spatter occurs.
そこで、本発明者らは、まず、アーク安定剤について
検討を行った。Therefore, the present inventors first examined the arc stabilizer.
ステンレス鋼フラックス入りワイヤは、フラックス中
に合金成分として多量のNi、Cr、Moなどの金属粉を含む
ので、フラックスに含まれている合金成分の量が少ない
軟鋼用鉄粉系フラックス入りワイヤと比較して、フラッ
クス中の金属粉の溶け方が均一でなくなる傾向にあり、
したがって、アークが乱れ易いという特有の問題があ
る。このため、従来の軟鋼用鉄粉系フラックス入りワイ
ヤに用いられていたアーク安定剤をそのままステンレス
鋼フラックスワイヤに適用することはできない。Since stainless steel flux-cored wire contains a large amount of metal powder such as Ni, Cr, Mo as an alloy component in the flux, it is compared with iron powder-based flux-cored wire for mild steel in which the amount of alloy component contained in the flux is small. Then, the melting method of the metal powder in the flux tends to be uneven,
Therefore, there is a particular problem that the arc is easily disturbed. For this reason, the arc stabilizer used in the conventional iron powder-based flux-cored wire for mild steel cannot be directly applied to the stainless steel flux wire.
このような事態を鑑み、本発明者らは、アーク安定剤
として種々の酸化物、弗化物、金属粉を検討した結果、
金属Ti及びTi化合物が非常に有効であることを見い出し
たのである。In view of such a situation, the present inventors have studied various oxides, fluorides, and metal powders as arc stabilizers,
It has been found that metallic Ti and Ti compounds are very effective.
Tiは、従来、様々な鋼種のフラックス入りワイヤにお
いて、脱酸剤、Ｎ固定剤などの目的で添加されている
が、本発明においては、Tiをアーク安定剤として用いる
点が特徴である。Conventionally, Ti has been added to flux-cored wires of various steel types for the purpose of a deoxidizing agent, an N-fixing agent, etc., but the present invention is characterized in that Ti is used as an arc stabilizer.
すなわち、Tiはフラックス中の他の原子に比べて電離
し易い、つまり電子を放出し易いので、アーク中に電子
及びイオンの供給が絶えず行なわれ、アーク電流を安定
にして、アークを安定にすると共に、溶滴移行を円滑に
する作用がある。しかし、全ワイヤ重量に対して、Fe−
Ti合金又はTi化合物の形で添加した場合、そのTi換算値
の合計が0.05％未満ではその効果が明確でなく、2.0％
を超えると、スラグとして発生するTi酸化物の量が多く
なりすぎて、連続多層溶接時にスラグ巻きなどの溶接欠
陥が発生する。That is, Ti is easier to ionize than other atoms in the flux, that is, it is easy to emit electrons, so that electrons and ions are constantly supplied into the arc to stabilize the arc current and stabilize the arc. At the same time, it has the effect of facilitating the transfer of droplets. However, Fe-
When added in the form of Ti alloy or Ti compound, the effect is not clear if the total Ti conversion value is less than 0.05%, and 2.0%
If it exceeds, the amount of Ti oxide generated as slag becomes too large, and welding defects such as slag winding occur during continuous multilayer welding.
したがって、ワイヤ全重量に対し、フラックス中の金
属Ti及びTi化合物の合計がTi換算で0.05〜2.0％の範囲
とした。Therefore, the total amount of metallic Ti and Ti compounds in the flux is set to 0.05 to 2.0% in terms of Ti with respect to the total weight of the wire.
ここで、Tiとは、Ti単体（金属Ti）のほか、FeTi、Ni
TiなどのTi合金、TiO2、TiN、TiCなどのTi化合物中のTi
成分を指すものである。なお、Ti換算で0.05〜2.0％の
範囲であれば、Ti源は金属TiとTi化合物の両方含有して
も、どちらか一方含有してもよい。Here, Ti means not only Ti alone (metal Ti) but also FeTi and Ni.
Ti in Ti alloys such as Ti, Ti in Ti compounds such as TiO 2 , TiN, and TiC
Refers to ingredients. The Ti source may contain both metallic Ti and a Ti compound, or one of them, as long as the Ti content is in the range of 0.05 to 2.0%.
フラックス中の金属Si及びSi合金中のSi成分： 上記のように、フラックス中にTiを0.05〜2.0％添加
すると、アークは安定するものの、スパッタがかなり発
生する。そこで、本発明者らは、このスパッタを低減さ
せるために有効な成分について種々検討した結果、Tiを
アーク安定剤として添加した場合、金属Si及びSi合金が
有効であることを見い出しのである。Metallic Si in Flux and Si Component in Si Alloy: As described above, when Ti is added to the flux in an amount of 0.05 to 2.0%, the arc is stable, but spatter is considerably generated. Therefore, as a result of various studies on components effective for reducing this spatter, the present inventors have found that when Ti is added as an arc stabilizer, metallic Si and Si alloy are effective.
その一例として、ワイヤ全重量に対するフラックス中
のSi成分（ここでは金属Si）の割合とスパッタ発生量の
関係を第１図に示す。As an example, FIG. 1 shows the relationship between the ratio of the Si component (here, metallic Si) in the flux to the total weight of the wire and the amount of spatter generated.
第１図より明らかなとおり、フラックス中の金属Si量
の合計がワイヤ全重量に対して0.05％未満では、スパッ
タ発生量がかなり多く実用的でない範囲にある。一方、
フラックス中の金属Si量がワイヤ全重量に対して0.05％
を超え、Si量が1.0％程度まで増加するに従ってスパッ
タ発生量も減少している。しかし、1.0％程度を超える
とスパッタ発生量は再び増加し、Si量が2.0％を超える
と、スパッタ発生量は3g/分以上と多くなり、実用的で
なくなってしまう。このように、Siの適量添加によって
スパッタが減少する理由は、アーク中での溶滴の大きさ
が小さくなっているからであると考えられる。なお、こ
の傾向はフラックス中にSi合金を添加した場合も同様で
あることが確認した。As is clear from FIG. 1, when the total amount of metallic Si in the flux is less than 0.05% with respect to the total weight of the wire, the amount of spatter generated is considerably large and is in a range not practical. on the other hand,
The amount of metallic Si in the flux is 0.05% of the total weight of the wire.
And the amount of spatter generated decreases as the Si amount increases to about 1.0%. However, when the amount exceeds 1.0%, the spatter generation amount increases again, and when the Si amount exceeds 2.0%, the spatter generation amount increases to 3 g / min or more, which is not practical. As described above, it is considered that the reason why the spatter is reduced by adding an appropriate amount of Si is that the size of the droplet in the arc is small. It was confirmed that this tendency was the same when Si alloy was added to the flux.
したがって、ワイヤ全重量に対し、フラックス中の金
属Si及びSi合金中のSi成分の合計をSi換算で0.05〜2.0
％の範囲とした。Therefore, based on the total weight of the wire, the total of Si components in the metal Si and Si alloy in the flux is 0.05 to 2.0 in terms of Si.
The range is%.
ここで、Siとは、金属Siのほか、Fe−Si、Al−Si、Ni
−SiなどのSi合金中のSi成分を指すものである。なお、
Siが0.05〜2.0％の範囲であれば、Si源は金属SiとSi合
金の両方含有しても、どちらか一方含有してもよい。Here, Si means Fe-Si, Al-Si, Ni in addition to metallic Si.
-This refers to the Si component in Si alloys such as Si. In addition,
As long as Si is in the range of 0.05 to 2.0%, the Si source may contain both metallic Si and Si alloy, or either one.
フラックス中の金属弗化物： しかし、上記の如くフラックス中にTiとSiを添加した
フラックス入りワイヤは、まだアークの集中性に欠け、
やや広がったぼやけたようなアークになることが認めら
れた。このようなアークでは、溶け込み深さや溶け込み
形状が安定せず、その結果、母材の希釈がまちまちにな
り、異材溶接、肉盛り溶接などの際、化学成分の変動が
生じ、欠陥或いは性能の劣化を生じることもある。Metal Fluoride in Flux: However, the flux-cored wire in which Ti and Si are added to the flux as described above still lacks the arc concentration.
It was recognized that it would be a slightly spread and blurred arc. In such an arc, the penetration depth and penetration shape are not stable, and as a result, the dilution of the base metal becomes uneven, and during the dissimilar material welding, build-up welding, etc., fluctuations in the chemical composition occur, causing defects or deterioration in performance. May occur.
そこで、本発明者らは、これを改善し、アーク柱を引
き締まったものにし、アークの集中性を増す方策につい
て研究した結果、金属弗化物が有効であることを見い出
したのである。Therefore, the inventors of the present invention have found that metal fluorides are effective as a result of researching measures for improving this, making the arc column tighter, and increasing the concentration of the arc.
フラックス中に金属弗化物を添加してアークの集中性
が良好になるのは、Ｆがアーク中で電子を取り込み、イ
オン半径が比較的小さいにも拘わらず、安定した一価の
陰イオンとなり、アーク中での電子イオンの流れを円滑
にするためであると考えられる。ワイヤ全重量に対する
金属弗化物の合計がＦ換算で0.005％以上になると、金
属弗化物の添加の効果が明確となり、アークの集中性は
向上するが、1.0％を超えると、アークの安定性が劣化
するが故に多くのスパッタが発生する。The reason why the concentration of the arc is improved by adding a metal fluoride in the flux is that F takes in an electron in the arc and becomes a stable monovalent anion even though the ionic radius is relatively small. This is considered to be for smoothing the flow of electron ions in the arc. When the total amount of metal fluoride with respect to the total weight of the wire is 0.005% or more in terms of F, the effect of the addition of metal fluoride becomes clear and the arc concentration is improved, but when it exceeds 1.0%, the stability of the arc is improved. Since it deteriorates, a lot of spatters are generated.
したがって、ワイヤ全重量に対し、フラックス中の金
属弗化物の合計がＦ換算で0.005〜1.0％の範囲とした。Therefore, the total amount of metal fluorides in the flux is 0.005 to 1.0% in terms of F based on the total weight of the wire.
ここで、金属弗化物とは、LiF、NaF、BaF2、CaF2、Al
F3などを指す。Here, metal fluoride means LiF, NaF, BaF 2 , CaF 2 , Al.
Refers to F 3, etc.
なお、フラックス入りワイヤを用いたCr系ステンレス
鋼の溶接に関しては、フラックス中に金属弗化物を含む
方が含まない場合に比べて、溶接金属の拡散性水素量が
少なく、溶接金属の耐割れ性が良好となることを確認し
ている。したがって、Cr系ステンレス鋼フラックス入り
ワイヤのフラックス中へ弗化物を添加することは、アー
クの集中性を良好とするだけでなく、溶接金属の耐割れ
性能をも向上させるという２つの作用を有することにな
る。When welding Cr-based stainless steel using a flux-cored wire, the amount of diffusible hydrogen in the weld metal is smaller and the crack resistance of the weld metal is smaller than when the flux does not contain metal fluoride. Has been confirmed to be good. Therefore, the addition of fluoride to the flux of the Cr-based stainless steel flux-cored wire has two functions of improving not only the arc concentration but also the crack resistance of the weld metal. become.
フラックス中の金属成分の重量と金属外皮の重量の合
計： 上記のように、本発明では、ワイヤに充填するフラッ
クスは、主として金属粉及びアークの安定剤よりなるの
が特徴であるが、フラックスとしての粉粒体の粒度或い
は粒度分布によってはワイヤ中に多くの空隙を作ること
がある。ワイヤ中に多くの空隙があると、溶接金属中の
酸素量や窒素量が多くなったり、また、ワイヤ自身が吸
湿し易くなったりする。そのため、多少のスラグ生成剤
を添加して、この空隙を埋めても構わない。しかし、こ
のスラグ生成剤は、溶接金属の性能を変えるものであっ
てはならない。更には、スラグ生成剤の添加があまり多
いと、本発明の主旨であるスラグ発生量の少ないフック
ス入りワイヤでなくなり、スラグ巻き込みなどの溶接欠
陥を生じ易くなる。Sum of the weight of the metal components in the flux and the weight of the metal shell: As described above, in the present invention, the flux filled in the wire is mainly composed of metal powder and a stabilizer for the arc. Many voids may be formed in the wire depending on the particle size or particle size distribution of the powder. If there are many voids in the wire, the amount of oxygen and nitrogen in the weld metal will increase, and the wire itself will easily absorb moisture. Therefore, a small amount of slag-forming agent may be added to fill this void. However, the slag forming agent should not alter the performance of the weld metal. Furthermore, if the amount of the slag-forming agent added is too large, the hooked wire with a small amount of slag, which is the gist of the present invention, will no longer be present, and welding defects such as slag entrainment will easily occur.
したがって、ワイヤ全重量に対し、フラックス中の金
属成分の重量と金属外皮の重量の合計を96％以上とし
た。勿論、フラックス中のTi源、Si源も金属であればフ
ラックス中の金属成分に含まれることは云うまでもな
い。Therefore, the total of the weight of the metal component in the flux and the weight of the metal skin is set to 96% or more of the total weight of the wire. Needless to say, if the Ti source and Si source in the flux are also metals, they are included in the metal components in the flux.
次に、本発明者らは、上記構成のステンレス鋼フラッ
クス入りワイヤに若干の改良を加えることにより、低電
流域でのアークの安定性、集中性、ビード形状が更に改
善されることを見い出した。Next, the present inventors have found that the stability, concentration, and bead shape of the arc in the low current region are further improved by making some improvements to the stainless steel flux-cored wire having the above structure. .
すなわち、薄板溶接などを行う時には、溶け落ちを防
ぐため、低電流のグロビュール移行或いはショートアー
ク移行条件を用いて、溶接を50cm/min〜300cm/min位の
速いスピードで溶接を行う。しかし、上記構成のフラッ
クス入りワイヤでは、低電流で溶接を行うと、ワイヤか
ら母材へ移行する溶滴の大きさが不均一で、時々ワイヤ
径の２〜３倍程度の大粒の溶滴が発生することがある。
その結果、ビードうねりや蛇行が生じることがあり、更
には、高速溶接を行うと、ビードのうねりや蛇行の発生
する傾向が更に顕著になる。That is, when performing thin plate welding or the like, welding is performed at a high speed of about 50 cm / min to 300 cm / min using low current globule transfer or short arc transfer conditions in order to prevent burn-through. However, in the flux-cored wire having the above structure, when welding is performed at a low current, the size of droplets transferred from the wire to the base metal is not uniform, and sometimes large droplets of about 2 to 3 times the wire diameter are generated. May occur.
As a result, bead waviness or meandering may occur, and when high-speed welding is performed, the tendency of bead waviness or meandering becomes more remarkable.
そこで、本発明者らは、この点を改善すべく種々の実
験を重ねた結果、フラックス中へのＳの添加により、低
電流域での溶滴を細かくし、溶滴の大きさの揃った均一
な溶滴移行をすることを見い出したのである。Therefore, as a result of various experiments to improve this point, the inventors of the present invention have made the droplets in the low current region finer by adding S to the flux and made the droplet sizes uniform. It was found that there was uniform droplet transfer.
第２図に低電流域におけるフラックス中のＳ量と電流
値の変動の関係を示す。電流値の変動（最大値−最小
値）はオシロスコープにて測定した。同図より、電流値
の変動が小さい方がアークの安定性が良好であるから、
フラックス中のＳ量が0.001％以上であればよいことが
わかる。しかし、0.001％未満では添加の効果が明確で
なく、また0.07％を超えると高温割れが危惧されるた
め、好ましくない。この傾向はフラックス中にＳ化合物
を添加した場合も同様である。FIG. 2 shows the relationship between the amount of S in the flux and the fluctuation of the current value in the low current region. The fluctuation of the current value (maximum value-minimum value) was measured with an oscilloscope. From the figure, the smaller the fluctuation of the current value, the better the stability of the arc.
It is understood that the amount of S in the flux should be 0.001% or more. However, if it is less than 0.001%, the effect of addition is not clear, and if it exceeds 0.07%, hot cracking may occur, which is not preferable. This tendency is the same when the S compound is added to the flux.
したがって、ワイヤ全重量に対して、フラックス中の
Ｓ単体及びＳ化合物の合計がＳ換算で0.001〜0.07％の
範囲とした。Therefore, the total amount of S simple substance and S compound in the flux is set to the range of 0.001 to 0.07% in terms of S with respect to the total weight of the wire.
ここで、Ｓとは、Ｓ単体のほか、Fe−Ｓ、Cu−Ｓなど
のＳ化合物中のＳ成分を指す。Here, S refers to the S component in S compounds such as Fe—S and Cu—S in addition to S alone.
更に、上記のようにＳを添加した場合、低電流域で
は、アークの集中性が悪化するため、溶滴がアークのま
わりに飛散し、スパッタ発生量が多くなる傾向にあるこ
とが判明した。そこで、本発明者らは、この点を改善す
べく、種々の実験を重ねた結果、アルカリ金属酸化物を
添加することにより、アークの吹き付けを強くし、溶滴
の周囲への飛散を少なくし、その結果、スパッタ発生量
を少なくできることを見い出したのである。この効果が
現れるのは、ワイヤ全重量に対し、フラックス中のアル
カリ金属の酸化物の合計が0.002％以上であるが、0.05
％を超える添加はかえってアークを不安定にし、逆にス
パッタが増加する。Further, it has been found that when S is added as described above, the concentration of the arc deteriorates in the low current region, so that the droplets tend to scatter around the arc and the amount of spatter generated tends to increase. Therefore, the inventors of the present invention have conducted various experiments in order to improve this point, and by adding an alkali metal oxide, strengthen the spraying of the arc and reduce the scattering of droplets to the surroundings. As a result, they have found that the amount of spatter generation can be reduced. This effect appears when the total amount of alkali metal oxides in the flux is 0.002% or more based on the total weight of the wire.
Addition in excess of 5% rather destabilizes the arc and conversely increases spatter.
したがって、ワイヤ全重量に対し、フラックス中のア
ルカリ金属の酸化物の合計が0.002〜0.05％の範囲とし
た。Therefore, the total amount of alkali metal oxides in the flux is set to 0.002 to 0.05% with respect to the total weight of the wire.
ここで、アルカリ金属酸化物とは、Li、Na、Ｋ等のア
ルカリ金属の酸化物（例、Na2O、K2O、Li2O）を指す。Here, the alkali metal oxide refers to oxides of alkali metals such as Li, Na, and K (eg, Na 2 O, K 2 O, Li 2 O).
なお、本発明のステンレス鋼フラックス入りワイヤ
は、従来と同様に製造することができ、充填率、ワイヤ
断面形状、ワイヤ径等々は適宜決めることができること
は云うまでもない。Needless to say, the stainless steel flux-cored wire of the present invention can be manufactured in the same manner as the conventional one, and the filling rate, wire cross-sectional shape, wire diameter, etc. can be appropriately determined.
また、付言するならば、軟鋼用鉄粉系フラックス入り
ワイヤにおいては、本発明と同様、フラックス中にTi、
Siを添加した例もある。例えば、特開昭61−180696号、
同62−127193号等が挙げられるが、これらにおいては、
Ti、Siを添加するのは、単に脱酸剤としての添加であ
り、ステンレス鋼フラックス入りワイヤ特有の問題点
（すなわち、フラックス中の金属粉の溶け方の不均一に
よるアークの乱れ）を解決することについては、何ら示
唆しておらず、本発明とは技術思想が全く異なってい
る。また、フラックス中に金属弗化物を添加した例もみ
られるが、単にＦのシールド効果による低水素化を狙っ
たものであり、本発明の如く前記ステンレス鋼フラック
ス入りワイヤ特有の問題点をTi及びSiと協同で相乗的に
解決しようとすることについては全く開示されていない
ので、本発明とは無関係である。In addition, as an additional note, in the iron powder-based flux cored wire for mild steel, as in the present invention, Ti in the flux,
There is also an example of adding Si. For example, JP-A-61-180696,
No. 62-127193, etc., but in these,
Adding Ti and Si is merely a deoxidizing agent, and solves the problems peculiar to stainless steel flux-cored wires (that is, arc turbulence due to non-uniform melting of metal powder in the flux). Nothing is suggested about this, and the technical idea is completely different from that of the present invention. There are also examples of adding metal fluoride to the flux, but this is merely aimed at reducing hydrogen by the shielding effect of F, and the problems peculiar to the stainless steel flux-cored wire as in the present invention are Ti and Si. It is irrelevant to the present invention because nothing is disclosed about trying to solve the problem synergistically in cooperation with.
（実施例） 次に本発明の実施例を示す。(Example) Next, the Example of this invention is shown.
実施例１ 第１表に示す化学成分を有する金属外皮と、第３表及
び第４表に示すフラックスを用いて、常法によりフラッ
クス入りワイヤを製造した。なお、ワイヤはいずれも第
３図に示す単純突き合わせの形状とし、充填率（ワイヤ
全重量に対するフラックスの重量の割合）は20〜45％と
した。ワイヤ径はいずれも1.2mmφとした。Example 1 A flux-cored wire was manufactured by a conventional method using a metal shell having the chemical composition shown in Table 1 and the flux shown in Tables 3 and 4. Each wire had a simple butt shape shown in FIG. 3, and the filling rate (ratio of the weight of the flux to the total weight of the wire) was 20 to 45%. The wire diameter was 1.2 mm in each case.
次に、19mmtの軟鋼板を用いて第４図に示す形状寸法
の開先を用意し、供試ワイヤで３層バタリング後、第２
表に示す溶接条件にて連続多層溶接を行い、溶着金属試
験を行った。その際、アークの安定性を調べた。アーク
の安定性は○（良好）、×（不良）にて評価した。Next, prepare a groove with the shape and dimensions shown in Fig. 4 using a 19 mmt mild steel plate, and after three-layer buttering with the test wire,
Continuous multi-layer welding was performed under the welding conditions shown in the table, and a deposited metal test was performed. At that time, the stability of the arc was examined. The stability of the arc was evaluated by ○ (good) and × (bad).
また、溶接終了後、Ｘ線透過試験を行ってＸ線性能を
調べた。Ｘ線性能は○（良好）、×（不良）にて評価し
た。After the welding was completed, an X-ray transmission test was conducted to examine the X-ray performance. The X-ray performance was evaluated as O (good) and X (bad).
また、第２表に示す溶接条件にて、軟鋼板上でビード
オンプレート溶接を行い、発生するスパッタ量を捕集装
置にて回収してその重量を測定した。スパッタについて
は、スパッタ発生量が3g/分以下のものを○、3g/分以上
のものを×にて評価した。Also, bead-on-plate welding was performed on a mild steel plate under the welding conditions shown in Table 2, the amount of spatter generated was collected by a collector, and the weight was measured. Regarding the spatter, the case where the spatter generation amount was 3 g / min or less was evaluated as ◯, and the case where the sputter generation amount was 3 g / min or more was evaluated as x.
更に、溶接終了後、溶接ビードを溶接方向と垂直に切
断し、10断面を切り出して溶け込み深さｄを測定し（第
５図）、その標準偏差σＤを求めて溶け込み形状の安定
性を評価した。溶け込み形状の安定性については、σＤ
が１未満のものを○、１以上のものを×として評価し
た。Further, after welding is completed, the weld bead is cut perpendicularly to the welding direction, 10 sections are cut out, the penetration depth d is measured (Fig. 5), and the standard deviation σ D is obtained to evaluate the stability of the penetration shape. did. For the stability of the penetration shape, σ D
Those with a value of less than 1 were evaluated as ◯, and those with a value of 1 or more were evaluated as x.
以上の試験結果は第５表及び第６表に示すとおりであ
り、以下の如く考察される。The above test results are shown in Tables 5 and 6, and are considered as follows.
ワイヤNo.1〜No.16は本発明例であり、ワイヤNo.17〜
No.28は比較例である。Wire No. 1 to No. 16 are examples of the present invention, and wire No. 17 to
No. 28 is a comparative example.
本発明例は、いずれもアーク安定性、Ｘ線性能、スパ
ッタ、溶け込み形状安定性に優れていることがわかる。It can be seen that all of the examples of the present invention are excellent in arc stability, X-ray performance, spatter, and penetration shape stability.
一方、比較例No.17は金属外皮内に所定の合金成分の
みを添加したワイヤであり、アークが安定しないために
試験が行えなかった。On the other hand, Comparative Example No. 17 was a wire in which only a predetermined alloy component was added to the metal skin, and the test could not be performed because the arc was not stable.
比較例No.19、No.27はフラックス中にTiを添加し或い
は添加しなかった例であり、添加の効果が明確でなく、
アークが安定しなかったので試験が行えなかった。Comparative Examples No. 19 and No. 27 are examples in which Ti was or was not added to the flux, and the effect of addition was not clear,
The test could not be performed because the arc was not stable.
比較例No.18はTi及びSiの添加によりアークは安定し
たものの、アークの集中性が悪く、溶け込みが安定しな
かった例である。Comparative Example No. 18 is an example in which the arc was stable by the addition of Ti and Si, but the arc concentration was poor and the penetration was not stable.
比較例No.20はフラックス中Si量が少ないため、また
比較例No.28はフラックス中にSi成分がないために、ス
パッタが3g/分以上も発生し、実用的ではなかった。Since Comparative Example No. 20 had a small amount of Si in the flux, and Comparative Example No. 28 had no Si component in the flux, spatter was generated at 3 g / min or more, which was not practical.
また、比較例No.21、No.22はフラックス中のTi量が多
すぎるために溶接金属中にスラグ巻きの欠陥が生じた例
を示している。Further, Comparative Examples No. 21 and No. 22 show examples in which a slag winding defect occurred in the weld metal because the Ti content in the flux was too large.
比較例No.23、No.24はフラックス中の金属成分と金属
外皮の合計が96％を下回ったためにスラグ巻きが起こっ
ている。In Comparative Examples No. 23 and No. 24, the slag winding occurred because the total amount of the metal component in the flux and the metal skin was less than 96%.
比較例No.25、No.26はフラックス中のＦ又はSiが多い
ためにスパッタが多い。In Comparative Examples No. 25 and No. 26, the amount of F or Si in the flux is large, and therefore the amount of spatter is large.
実施例２ 実施例１と同様に第１表に示した金属外皮を用い、ま
た第７表に示すフラックスを用いて、常法によりフラッ
クス入りワイヤを製造した。なお、他の条件は実施例１
と同様である。 Example 2 A flux-cored wire was produced by a conventional method using the metal shell shown in Table 1 and the flux shown in Table 7 as in Example 1. The other conditions are the same as in Example 1.
Is the same as
次いで、第９表に示す溶接条件にて軟鋼板上でビード
オンプレート溶接を行い、アークの安定性、アークの集
中性を観察し、また、スパッタ捕集装置を用いてスパッ
タ量を測定した。スパッタ発生量については、実施工に
おいてスパッタがノズルに付着するなどの問題が起こら
ないと思われる4g/分以下を○（良好）にて評価した。Then, bead-on-plate welding was performed on a mild steel plate under the welding conditions shown in Table 9, the stability of the arc and the concentration of the arc were observed, and the amount of spatter was measured using a spatter collector. Regarding the amount of spatter generated, 4 g / min or less, which is considered not to cause problems such as spatter adhering to the nozzle in the actual work, was evaluated as ◯ (good).
以上の試験結果を第８表に示す。 Table 8 shows the above test results.
同表より明らかなように、本発明例No.41は、フラッ
クス中にＳ、アルカリ金属酸化物の双方が添加してない
ワイヤであり、第９表の溶接条件ではアークの安定性、
集中性が極めて良好とは云えない。また本発明例No.46
はフラックス中にＳ及びアルカリ金属酸化物が過剰に添
加されているため、スパッタ量が多めであり、良好とは
いえない。As is clear from the table, Example No. 41 of the present invention is a wire in which neither S nor an alkali metal oxide is added to the flux, and the stability of the arc under the welding conditions in Table 9,
Concentration cannot be said to be extremely good. Inventive Example No. 46
Since S and alkali metal oxides are excessively added to the flux, the amount of spatter is large and it is not good.
しかし、本発明例No.42〜No.45はフラックス中に更に
Ｓ、アルカリ金属酸化物の双方を添加した例であり、第
９表の溶接条件でもアークの安定性、集中性とも極めて
良好でスパツタ量も少なく、幅の広いビードが得られて
いる。したがって、このワイヤは厚板溶接の初層溶接や
狭開先溶接時だけでなく、薄板の高速溶接にも最適であ
る。However, Examples Nos. 42 to 45 of the present invention are examples in which both S and alkali metal oxides are further added to the flux, and the stability and concentration of the arc are extremely good even under the welding conditions shown in Table 9. A wide bead is obtained with a small amount of spatter. Therefore, this wire is suitable not only for the first layer welding of thick plate welding and narrow groove welding, but also for high-speed welding of thin plates.
（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、ステンレス鋼
フラックス入りワイヤとして、フラックス中に金属Ti及
びTi化合物などのTi成分、金属Si及びSi合金などのSi成
分、並びに金属弗化物を含有させると共に、フラックス
中の金属成分と金属外皮の合計を規制する構成としたの
で、発生するスラグ量が少ないにも拘らず良好な溶接作
業性が得られる。また、更にフラックス中にＳ単体及び
Ｓ化合物などのＳ成分と、アルカリ金属酸化物を含有さ
せる構成にすると、低電流域でのアークの安定性、集中
性、ビード形状が改善され、薄板溶接等に適している。 (Effects of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, as a stainless steel flux-cored wire, Ti components such as metal Ti and Ti compounds, Si components such as metal Si and Si alloys, and metal Since the composition contains the fluoride and regulates the total of the metal component and the metal shell in the flux, good welding workability can be obtained despite the small amount of slag generated. Further, when the flux contains S element such as S element and S compound and alkali metal oxide, the stability, concentration and bead shape of the arc in the low current region are improved, and thin plate welding, etc. Suitable for
第１図はフラックス中金属Si量とスパッタ発生量の関係
を示す図、 第２図はフラックス中Ｓ量と電流値の変動の関係を示す
図、 第３図は実施例に用いたワイヤ断面形状を示す図、 第４図は実施例に用いた開先形状寸法を示す図、 第５図は溶け込み深さを説明する図である。 １…金属外皮、２…フラックス、３…母材、４…裏当
材、５…バタリング層。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the amount of metallic Si in the flux and the amount of spatter generated, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the amount of S in the flux and fluctuations in the current value, and FIG. 3 is the wire cross-sectional shape used in the examples. FIG. 4, FIG. 4 is a diagram showing the groove shape dimensions used in the examples, and FIG. 5 is a diagram explaining the penetration depth. 1 ... Metal skin, 2 ... Flux, 3 ... Base material, 4 ... Backing material, 5 ... Buttering layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−117140（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−151993（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−65050（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−212192（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−49160（ＪＰ，Ｂ２) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-51-117140 (JP, A) JP-A-58-151993 (JP, A) JP-A-51-65050 (JP, A) JP-A-59- 212192 (JP, A) JP 62-49160 (JP, B2)
Claims (2)
耗電極式ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ
において、ワイヤ全重量に対して、 フラックス中の金属成分の重量と金属外皮の重量の
合計が96％以上、 フラックス中の金属Ti及びTi化合物の合計がTi換算
で0.05〜2.0％、 フラックス中の金属Si及びSi合金中のSi成分の合計
がSi換算で0.05〜2.0％、 フラックス中の金属弗化物の合計がＦ換算で0.005
〜1.0％、含有していることを特徴とするステンレス鋼
溶接用フラックス入りワイヤ。1. In a consumable electrode type gas shielded arc welding flux cored wire in which a metal shell is filled with flux, the total weight of the metal components in the flux and the weight of the metal shell is 96 with respect to the total weight of the wire. % Or more, the total amount of metallic Ti and Ti compounds in the flux is 0.05 to 2.0% in terms of Ti, the total amount of metallic Si in the flux and Si components in the Si alloy is 0.05 to 2.0% in terms of Si, and the total amount of metallic fluoride in the flux is The total amount of compounds is 0.005 in F conversion
A flux-cored wire for welding stainless steel, characterized by containing ~ 1.0%.
耗電極式ガスシールドアーク溶接フラックス入りワイヤ
において、ワイヤ全重量に対して、 フラックス中の金属成分の重量と金属外皮の重量の
合計が96％以上、 フラックス中の金属Ti及びTi化合物の合計がTi換算
で0.05〜2.0％、 フラックス中の金属Si及びSi合金中のSi成分の合計
がSi換算で0.05〜2.0％、 フラックス中の金属弗化物の合計がＦ換算で0.005
〜1.0％、 フラックス中のＳ単体及びＳ化合物の合計がＳ換算
で0.001〜0.07％、 フラックス中のアルカリ金属の酸化物の合計が0.00
2〜0.05％、含有していることを特徴とするステンレス
鋼溶接用フラックス入りワイヤ。2. A consumable electrode type gas shielded arc welding flux cored wire comprising a metal shell filled with flux, wherein the total weight of the metal components in the flux and the weight of the metal shell is 96 with respect to the total weight of the wire. % Or more, the total amount of metallic Ti and Ti compounds in the flux is 0.05 to 2.0% in terms of Ti, the total amount of metallic Si in the flux and Si components in the Si alloy is 0.05 to 2.0% in terms of Si, and the total amount of metallic fluoride in the flux is The total amount of compounds is 0.005 in F conversion
~ 1.0%, the total amount of S and S compounds in the flux is 0.001 to 0.07% in terms of S, and the total amount of alkali metal oxides in the flux is 0.00.
Flux-cored wire for welding stainless steel, characterized by containing 2 to 0.05%.
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|---|---|---|---|
| JP63272322A JPH0825062B2 (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Flux-cored wire for welding stainless steel |
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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| JPS60191693A (en) * | 1984-03-12 | 1985-09-30 | Nippon Steel Corp | Flux cored stainless steel wire |
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1988
- 1988-10-28 JP JP63272322A patent/JPH0825062B2/en not_active Expired - Fee Related
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